基于虚拟仪器的热电偶检定系统
—数据采集及处理系统
摘要
热电偶是广泛应用于工业和科研领域中的一种测温传感器，作为现代检测技术和仪器仪表工业的主要工具，它的准确与否直接关系到制造商与用户的经济利益。为了确保热电偶温度计测温的准确性，不仅在出厂时要对它进行严格检定，而且在随后的使用中还要进行周期性检定。随着计算机在各个领域中的发展和广泛应用，标准热电偶检定工作也由过去传统的人工手动操作，发展到现在的计算机自动检定，即采样、控制、数据处理、显示、保存、打印检定记录等整个过程都可由计算机来完成，解决了热电偶手动检定数据计算繁琐、误差较大、检定过程耗费时间长的问题，使标准热电偶整体检测水平得到了相应的提高。
基于上述形势，本论文利用现代计算机控制技术和数据采集技术，以及丰富的软、硬件资源，论述了一种新型的标准热电偶计算机自动检定系统的研制方法。系统选用先进的集成数据采集卡和功能强大的LabVIEW虚拟仪器技术，构建了一种新型热电偶自动检定系统。此系统界面友好，操作灵活方便，而且可移植性和重用性强。
关键词：热电偶；自动检定；数据采集；虚拟仪器
The Calibration System of Thermocouples Based on Virtual Instrument – Data Acquisition and Processing System
Abstract
Thermocouple is a sort of temperature sensor, which is used extensivly in industry and scientific field. As the important means of temperature measurement and industry in the modern society,its accuracy directly relates the economy benefits of the manufacturers and the users. To ensure the thermocouple’s veracity, it must be calibrated strictly before it leave factory, and be calibrated periodically in the process of use it.With the further developing and wide application for computer in the various fields, the calibrating work for standard thermocouple has being developed from the past traditional manual operation to automation. Computer can complete the calibrating inculding sampling、controlling、processing data、displaying、saving and printing calibrating records. So the automatic calibration system not only resovlved a series of problems such as detailed data-calculating,major errors,time-wasting and so on,but also improved the technique.
Based on above-mentioned situations, this thesis makes use of morden computer contorl and data acquisition technology with abundant software and hardware resources ,and expounds the research of a new kind of automatic calibration system.The system uses the advanced DAQ and the powerful function LabVIEW virtual instrument technology,which designs the new automatic calibration system for thermocouple. It has friendly interface, and can be operated conveniently , moreover, it can be transplanted and repeated used.
Key words: Thermocouple; Automatic test; Data acquisition; Virtual Instrument
目录
摘要......................................................................................................................................... I Abstract ......................................................................................................................................II 第一章绪论 (1)
1.1 课题的研究背景及发展概况 (1)
1.2 课题研究的主要内容 (4)
第二章虚拟仪器的基本知识 (5)
2.1 虚拟仪器基本概念 (5)
2.2 虚拟仪器发展方向 (9)
第三章热电偶简介 (11)
3.1 热电偶基本概念与测温原理 (11)
3.1.1 热电偶的基本概念 (11)
3.1.2 热电偶的测温原理 (15)
3.2 标准热电偶的检定 (16)
3.3 热电偶检定的数据处理 (18)
第四章基于虚拟仪器的热电偶自动检定系统的设计 (19)
4.1 系统总体设计 (19)
4.2 炉温控制系统设计 (20)
4.3 数据采集系统设计 (22)
4.3.1 数据采集原理 (22)
4.3.2 数据采集系统的实现 (23)
第五章热电偶检定系统的硬件配置 (24)
5.1 DAQ系统设计 (24)
5.1.1 信号调理卡 (24)
5.1.2 数据采集卡 (25)
5.1.3 DAQ硬件配置 (25)
5.2 热电偶检定炉 (26)
5.3 JKH-C2型可控硅移相触发器/调压器 (27)
5.4 零点恒温器 (29)
5.5 计算机配置 (29)
第六章热电偶检定系统的软件设计与开发 (30)
6.1 软件系统的整体设计 (30)
6.2 软件设计 (31)
6.2.1 登陆系统子VI (31)
6.2.2 初始设置子VI (33)
6.2.3 预警系统子VI (34)
6.2.4 数据采集子VI (36)
6.2.5 数据记录与读取子VI (38)
6.2.6 温度曲线子VI (38)
6.2.7 误差与修正曲线子VI (40)
6.3 检定结果分析 (41)
第七章总结 (43)
参考文献 (44)
附录A总系统前面板 (46)
附录B总系统数据流程图 (47)
致谢 (48)
第一章绪论
1.1 课题的研究背景及发展概况
热电偶是我国目前工业常用的感温传感器，通常与温度仪表配套使用，广泛应用于工业生产、国防工业及科研中。在使用过程中由于受到测量环境、介质气氛、使用温度以及绝缘材料和保护管材料的沾污等影响，使用一段时间后，其热电特性会发生变化，尤其是在高温、腐蚀性气氛以及特殊工况下，这种影响就更严重。当热电偶的热电特性变化超过规定的范围时，热电偶指示的温度便会失真，测温误差越来越大。因此，热电偶作为温度计量器件，不仅在出厂时要对它进行严格检定，而且必须按照国家检定规程和校准规范要求进行定期检定，以此确定其误差大小，根据误差的大小决定被检热电偶是否可以继续使用，如果误差大小在相关检定规程的范围内，则给出其修正值，否则，判为不合格。
早期的工业热电偶检定由人工操作完成，这种方式是凭借操作人员的经验将温度逐个控制到每一个温度检定点，然后尽量将其稳定下来，加以检定。在检定过程中，操作员一方面要记录每一热电偶的数据，另一方面还要进行热电偶的切换。这种方法难以保证稳定时的精度，另外手工操作时间较长，存在着较大的延时误差，同时人为因素太大，因此，难以保证热电偶检定中严格的技术要求。
随着计算机技术的迅速发展，90年代初人们开始研制工业热电偶自动检定装置以解决现场仪表的自动校准工作。在自动校准系统研制的初期，热电偶的校准需要购买很多设备(恒温炉、测量仪器等)，这些设备大部分是从不同厂家购买的，它们本身都带有相应的软件，但这些软件之间是不能集成并相容的，因此，许多工作还是人工完成的，这时可以称为半自动检定。随着进一步的研究和开发，出现了成套的热电偶自动检定系统，这一系统把各个设备的控制、测量以及结果的处理、保存、打印等功能集中在一套软件
中，从而真正实现了自动检定和校准。但这一系统价格昂贵，不能充分利用现有硬件资源，需要从开发商重新购买控温器、扫描开关、电测仪表等硬件及其相关软件，造成了资源的极大浪费。并且这些系统在程序的编制上，采用了传统的编程语言，编程耗费的时间比较长，依赖于专业程序员和特定的编程语言。另外，系统一经形成，无法随意更改其相应参数，不能使温度计量工程师对该系统进行修改和更新。
虚拟仪器是计算机技术和现代测控技术融合的产物，它遵循“软件即仪器”的概念，将计算机资源、仪器测/控硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件进行有效结合，从而大大减少了仪器的硬件资源，并可以按照用户的需要定义仪器功能、结构，设计用户自己的仪器。所以，在热电偶的检定和分度工作中，应用虚拟仪器技术可以提高工作效率，节约成本和提高检定及分度的准确性。
目前无论国内还是国外，都对行业标准化有了足够的重视，但在我国毕竟起步较晚，对计量技术自动化和标准化的建设才刚刚开始，介绍国外计量行业检定技术的材料寥寥无几。总体上说，国外在检定精度上发展较快。上个世纪末国内电子仪器仪表市场几乎完全被国外拥有先进技术的产品所占领。近几年来，在国家大力扶持下，一些技术先进的仪器仪表厂家逐渐兴起，国内对热电偶自动检定技术的研究正处于百家争鸣的时代，所研制的检定设备也层出不穷。就调查所得的情况来看，可归纳为以下两大类：
(1)微处理器型。这种类型的检定设备，是以各种各样的微处理器为智能核心，自组专用CPU系统，将检测、控制和数据处理等各项功能设计在一块线路板上或一个机箱内。其优点是体积小，成本低，仪表自动化程度高。其缺点是开发阶段投资多，工作量大，线路复杂，专业性强，技术难度高，而且在显示及打印输出方面功能有限，故不易推广使用。
(2)通用微型计算机型。这种类型的热电偶检定设备，直接利用目前迅速发展的计算机控制技术进行开发，专门设计一个通信检测接口，利用计算机强大的智能控制和数据
处理功能，结合可视化操作界面和高级程序设计语言，配合键盘、鼠标和打印机输入输出。其优点是开发环境优越，技术难度和工作量小，检定精度高，人机交互界面友好，功能齐全完善，故易于推广使用。其缺点是成本高，体积大，检定系统会占用一定的计算机资源。
而虚拟仪器技术正是基于计算机系统的测控解决方案，区别于把计算机技术融入仪器内部的智能仪器，它将各种计算机平台，测量控制仪表和其他的硬件、软件和附件按用户自己的需要灵活组建，构成特定的智能测控系统，实现面向用户的特定功能。这样可以充分利用现有硬件资源，自由构建工业热电偶自动检定系统。
随着科学技术的发展，热电偶的检定还会出现更好的方法。因此，我还对热电偶检定做了如下的展望：
热电偶的检定过去都是由人工操作完成的，这不仅工作效率低，而且会引起人为误差。随着计算机应用的普及和数字化仪表的发展，近十几年来，国内外在热电偶检定自动化方面作了不少研究，有了很大发展。本文从温度自动检定系统的国内外研究现状出发，提出了基于LabVIEW的工业热电偶自动检定系统。LabVIEW编程的主要特点就是将虚拟仪器分解为若干基本的功能模块，模块的引脚代表输入/输出接口。编程者可以通过交互式手段，采用图形化框图设计的方法，完成虚拟仪器的测量控制功能设计。LabVIEW编程的另一个优点是将软件的界面设计与功能设计独立开来，修改人机交互界面无需对整个程序进行调试，这对设计像仪器操作面板这样复杂的人机界面而言是十分方便的。
目前，工业热电偶的检定基本上仍是在温度计量实验室内完成的。而很多时候，工业热电偶是被安装在现场测温，若要把它们拆卸下来放到实验室去检定是比较麻烦的。另一方面，热电偶热电阻在现场环境下长期使用后，材料成分发生了不均匀变化，热电特性也发生了变化，而要在实验室中查看清楚这种热电特性的变化是不现实的。唯一可
行而有实际意义的做法是在所使用的现场条件下，通过检定查看其热电特性变化。因此，在线检定是自动检定以外热电偶检定方面的又一个趋势。
此外，在现已进行的工作基础上，对本课题的研究作以下构想：
1、改进检定炉，使之能够提供各种工业常用标准热电偶检定的温场环境；
2、对炉温控制做进一步研究，实现计算机自动控制系统的精密控温；
3、改进软件系统，扩充系统功能和完善视窗画面效果；
4、引进先进设备，提高检定系统的测量精度；
5、建立功能强大的数据库管理系统，使数据处理更趋合理。
1.2课题研究的主要内容
本论文以现代工业中生产和使用的标准热电偶为研究对象，通过了解它的热电特性、工作原理和检定方法，结合温度计量和计算机软、硬件设计的技术，遵照标准热电偶检定的步骤和规程，依托计算机虚拟仪器技术来实现热电偶检定的自动化。最终目的是使人们能够在计算机上通过清晰的人机界面以菜单和图形方式将实验数据输入计算机，然后由计算机自动控温、自动检定、自动数据处理、自动打印检定结果，提高工作效率和检定精度。
系统的硬件方面，检定炉选用本学校实验室的回转式管式电阻炉，数据采集卡选用美国NI公司出品的PCI-6221数据采集卡。系统的主控部分是配有键盘、鼠标和打印机的计算机系统。
系统的软件方面，选用美国NI公司开发的LabVIEW8.5来编写程序。基于虚拟仪器的开放性和图形化模块式编程特点，可按不同的校准要求构建系统，使用方便、快捷，而且系统可移植性和重用性强。
第二章虚拟仪器的基本知识
2.1虚拟仪器基本概念
虚拟仪器（Virtual Instrumention）是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。
20年来，无论是初学乍用的新手还是经验丰富的程序开发人员，虚拟仪器在各种不同的工程应用和行业的测量及控制的用户中广受欢迎，这都归功于其直观化的图形编程语言。虚拟仪器的图形化数据流语言和程序框图能自然地显示您的数据流，同时地图化的用户界面直观地显示数据，使我们能够轻松地查看、修改数据或控制输入[1]。
虚拟仪器的发展过程：
1、GPIB→VSI→PXI总线方式（适合大型高精度集成系统）。GPIB 于1978年问世，VXI于1987年问世，PXI于1997年问世。
2、PC插卡→并口式→串口USB方式（适合于普及型的廉价系统，有广阔的应用发展前景）。PC插卡式于80年代初问世，并行口方式于1995年问世，串口USB方式于1999年问世。
综上所述，虚拟仪器的发展取决于三个重要因素：
(1)计算机是载体；
(2)软件是核心；
(3)高质量的A/D采集卡及调理放大器是关键。
虚拟仪器由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。其中，硬件设备与接口可以是各种以PC为基础的内置功能插卡、通用接口总线接口卡、串行口、VXI 总线仪器接口等设备，或者是其它各种可程控的外置测试设备，设备驱动软件是直接控制各种硬件接口的驱动程序，虚拟仪器通过底层设备驱动软件与真实的仪器系统进行通讯，并以虚拟仪器面板的形式在计算机屏幕上显示与真实仪器面板操作元素相对应的各种控件。用户用鼠标操作虚拟仪器的面板就如同操作真实仪器一样真实与方便。
同其他技术相比，虚拟仪器技术具有四大优势：
1、性能高
虚拟仪器技术是在PC技术的基础上发展起来的，所以完全“继承”了以现成的PC 技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件I/O，使您在数据高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。此外，不断发展的因特网和越来越快的计算机网络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势。
2、扩展性强
NI的软硬件工具使得我们不再受限于当前的技术中。这得益于NI软件的灵活性，只需更新计算机或测量硬件，就能以最少的硬件投资和极少的、甚至无需软件上的升级即可改进整个系统。在利用最新科技的时候，我们可以把它们集成到现有的测量设备，最终以较少的成本加速产品上市的时间。
3、开发时间少
在驱动和应用两个层面上，NI高效的软件构架能与计算机、仪器仪表和通讯方面的最新技术结合在一起。NI设计这一软件构架的初衷就是为了方便用户的操作，同时还提供了灵活性和强大的功能，使我们轻松地配置、创建、发布、维护和修改高性能、低成本的测量和控制解决方案。
4、无缝集成
虚拟仪器技术从本质上说是一个集成的软硬件概念。随着产品在功能上不断地趋于复杂，工程师们通常需要集成多个测量设备来满足完整的测试需求，而连接和集成这些不同设备总是要耗费大量的时间。NI的虚拟仪器软件平台为所有的I/O设备提供了标准的接口，帮助我们轻松地将多个测量设备集成到单个系统，减少了任务的复杂性[2]。
虚拟仪器的发展随着计算机的发展和采用总线方式的不同，可分为五种类型：
1、PC总线—插卡型虚拟仪器
这种方式借助于插入计算机内的数据采集卡与专用的软件如LabVIEW相结合。Labview/cvi是基于文本编程的程序员提供高效的编程工具，通过三种编程语言Visual C++，Visual Basic，Labviews/cvi构成测试系统，它充分利用计算机的总线、机箱、电源及软件的便利。但是受PC机机箱和总线限制，且有电源功率不足，机箱内部的噪声电平较高，插槽数目也不多，插槽尺寸比较小，机箱内无屏蔽等缺点。另外，ISA总线的虚拟仪器已经淘汰，PCI总线的虚拟仪器价格比较昂贵。
2、并行口式虚拟仪器
最新发展的一系列可连接到计算机并行口的测试装置，它们把仪器硬件集成在一个采集盒内。仪器软件装在计算机上，通常可以完成各种测量测试仪器的功能，可以组成数字存储示波器、频谱分析仪、逻缉分析仪、任意波形发生器、频率计、数字万用表、功率计、程控稳压电源、数据记录仪、数据采集器。美国LINK公司的DSO-2XXX系列虚拟仪器，它们的最大好处是可以与笔记本计算机相连，方便野外作业，又可与台式PC 机相连，实现台式和便携式两用，非常方便。由于其价格低廉、用途广泛，特别适合于研发部门和各种教学实验室应用。
3、GPIB总线方式的虚拟仪器
GPIB技术是IEEE488标准的虚拟仪器早期的发展阶段。它的出现使电子测量独立的单台手工操作向大规模自动测试系统发展，典型的GPIB系统由1台PC机、1块GPIB
接口卡和若干台BPIB形式的仪器通过GPIB电缆连接而成。在标准情况下，1块GPIB 接口可带多达14台仪器，电缆长度可达40米。GPIB技术可用计算机实现对仪器的操作和控制，替代传统的人工操作方式，可以很方便地把多台仪器组合起来，形成自动测量系统。GPIB测量系统的结构和命令简单，主要应用于台式仪器，适合于精确度要求高的，但不要求对计算机高速传输状况时应用。
4、VXI总线方式虚拟仪器
VXI总线是一种高速计算机总线VME总线在VI领域的扩展，它具有稳定的电源，强有力的冷却能力和严格的RFI/EMI屏蔽。由于它的标准开放、结构紧凑、数据吞吐能力强、定时和同步精确、模块可重复利用、众多仪器厂家支持的优点，很快得到广泛的应用。经过多年的发展，VXI系统的组建和使用越来越方便，尤其是组建大、中规模自动测量系统以及对速度、精度要求高的场合。有其他仪器无法比拟的优势。然而，组建VXI总线要求有机箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造价比较高。
5、PXI总线方式虚拟仪器
PXI总线方式是PCI总线内核技术增加了成熟的技术规范和要求形成的。PXI具有高度可扩展性。PXI具有8个扩展槽，而台式PCI系统只有3~4个扩展槽，通过使用PCI —PCI桥接器，可扩展到256个扩展槽，台式PC的性能价格比和PCI总线面向仪器领域的扩展优势结合起来，将形成未来的虚拟仪器平台[3]。
虚拟仪器在国际上早已进入实用阶段，在我国虽刚起步，但发展迅速，已在电子测量、物理探伤、电子工程、振动分析、声学分析、物矿勘探、故障分析及教学科研等方面的数据采集和分析中广泛应用。
LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering）是一种图形化的编程语言，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而
LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。与C和BASIC一样，LabVIEW也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储等等。LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序的结果、单步执行等等，便于程序的调试。它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。
图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。
所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），它包括前面板（front panel）、流程图（block diagram）以及图标/连结器(icon/connector)三部分。利用LabVIEW，可产生独立运行的可执行文件，它是一个真正的32位编译器。像许多重要的软件一样，LabVIEW 提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多种版本。它主要的方便就是，一个硬件的情况下，可以通过改变软件，就可以实现不同的仪器仪表的功能[4]。
2.2虚拟仪器发展方向
虚拟仪器精确的采样，及时的数据处理和快速的数据传输使其在自动控制领域和工业控制领域得到广泛的应用。它以计算机发展为平台，更迎合了在当今信息社会各行各
业向智能化、自动化、集成化发展的趋势。它的灵活性，软、硬件的标准化令其在仪器计量领域逐渐取代传统仪器。PC技术与嵌入式系统融合发展，使虚拟仪器的功能得以进一步的发展，如更多的嵌入式和实时功能。随着PC技术和相关科技的发展，虚拟仪器技术已成为一项前沿学科，代表着仪器发展的最新方向，不断地被推向各个新的领域。随着计算机、通信、微电子技术的不断发展，以及网络时代的到来和信息化要求的不断提高，网络技术应用到虚拟仪器领域是虚拟仪器发展的大趋势。使用网络化虚拟仪器，可使任何地点、任意时刻获取测量数据信息的愿望得到实现。网络化虚拟仪器也适合异地或远程控制、数据采集、故障监测、报警等。与以PC机为核心的虚拟仪器相比，在不远的将来，网络化虚拟仪器将是仪器发展中的又一次革命[5]。
第三章热电偶简介
3.1热电偶基本概念与测温原理
3.1.1热电偶的基本概念
热电偶是一种感温元件，是一次仪表，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。
常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所谓标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准热电偶在使用范围或数量级上均不及标准热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量，这里我们主要介绍标准热电偶。目前国际上规定了以下8种标准热电偶：S型、R型、B型、K型、N型、T型、E 型和J型。我国从1988年1月1日起，热电偶全部按国际标准生产，并指定S，B，E，K，R，J，T七种标准热电偶为我国统一设计型热电偶。下面对这8种标准热电偶做一些介绍。
S型热电偶即铂铑10-铂热电偶，它是一种贵金属热电偶。电极线径规定为0.5mm，其正极(SP)的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10%，含铂为90%。负极(SN)为纯铂，故俗称为单铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。S型热电偶具有准确度高，稳定性好，测温温区宽，使用寿命长等优点。其物理化学性能良好，在高温下抗氧化性能好，适用与氧化和惰性气氛中，使用广泛。S 型热电偶的缺点是热点率较小，灵敏度低，高温下机械强度下降，对污染敏感，贵金属材料昂贵，因此一次性投资较大。
R型热电偶即铂铑13-铂热电偶，它是一种贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（RP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为13%，含铂
为87%，负极（RN）为纯铂，长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。R型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。其物理、化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。由于R型热电偶的综合性能与S型热电偶相当，在我国一直难于推广，除在进口设备上的测温有所应用外，国内测温很少采用。1967年至1971年间，英国NPL，美国NBS和加拿大NRC三大研究机构进行了一项合作研究，其结果表明，R型热电偶的稳定性和复现性比S型热电偶均好，我国目前尚未开展这方面的研究。R型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。
B型热电偶即铂铑30-铂铑6热电偶。它是一种贵金属热电偶。偶丝线径规定为0.5mm，其正极(BP)和负极(BN)的名义化学成分均为铂铑合金，只是含量不同，故俗称为双铂铑热电偶，该热电偶长期最高使用温度为1600℃，短期最高使用温度为1800℃。B型热电偶具有准确度高，稳定性好，测温温区宽，使用寿命长等优点，适用于氧化性和惰性气氛中，也可短期用于真空中，但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸汽中。它还有一个明显的优点是参比端不需进行冷端补偿，因为在0℃~50℃范围内，热电势小于3μV。B型热电偶缺点是热电率较小，灵敏度低，高温下机械强度下降，抗污染能力差，贵金属材料昂贵。
K型热电偶即镍铬-镍硅热电偶，它是一种能测量较高温度的廉价金属热电偶。由于这种合金具有较好的高温抗氧化性，可适用于氧化性或中性介质中。它可长期测量1000℃的高温，短期可测到1200℃。它不能用于还原性介质中，否则，很快腐蚀，在此情况下只能用于500℃以下的测量。它比S型热电偶要便宜很多，它的重复性很好，产生的热电势大，因而灵敏度很高，而且它的线性很好。虽然其测量精度略低，但完全能满足工业测温要求，所以它是工业上最常用的热电偶。
N型热电偶即镍铬硅－镍硅镁热电偶，它是一种廉价金属热电偶，热电偶的正极（NP）为名义值13.7％～14.7%的铬和1.2％～1.6%的硅及∠0.01%的镁与镍合金，负极（NN）为名义值4.2％～4.6%的硅和0.5％～1.5%的镁及∠0.02%的铬与镍合金。它是一种最新国际标准化的热电偶，是在70年代初由澳大利亚国防部实验室研制成功的。它克服了K型热电偶的两个重要缺点：K型热电偶在300~500℃间由于镍铬合金的晶格短程有序而引起的热电动势不稳定；在800℃左右由于镍铬合金发生择优氧化引起的热电动势不稳定。N型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜，不受短程有序化影响等优点，其综合性能优于K型热电偶，是一种很有发展前途的热电偶。N型热电偶不能直接在高温下用于硫、还原性或还原、氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中[6]。
T型热电偶即铜-康铜热电偶，也是一种最佳的测量低温的廉价金属热电偶。它的正极（TP）是纯铜，负极（TN）为铜镍合金，常称之为康铜，它与镍铬-康铜的康铜EN 通用，与铁-康铜的康铜JN不能通用，尽管它们都叫康铜，铜-康铜热电偶的测量温区为-200~350℃。T型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，价格便宜等优点，特别在-200~0℃温区内使用，稳定性更好，稳定性可小于±3μV，经低温检定可作为二等标准进行低温量值传递。T型热电偶的正极铜在高温下抗氧化性能差，故使用温度上限受到限制。
E型热电偶即镍铬-铜镍热电偶又称镍铬-康铜热电偶，也是一种廉价金属热电偶。其正极(EP)为镍铬10合金，化学成分与KP相同，负极(EN)为铜镍合金，名义化学成分为55%的铜、45%的镍及少量的钴、锰、铁等元素。该热电偶电动势之大，灵敏度之高属所有标准热电偶之最，宜制成热电偶堆来测量微小温度变化。E型热电偶可用于湿度较大的环境里，具有稳定性好，抗氧化性能高，价格便宜等优点。但不能在高温下用于硫、还原性气氛中。
J型热电偶即铁-康铜热电偶，它是一种价格低廉的廉价金属的热电偶。它的正极（JP）的名义化学成分为纯铁，负极（JN）为铜镍合金，常被含糊地称之为康铜，其名义化学成分为：55%的铜和45%的镍以及少量却十分重要的锰，钴，铁等元素，尽管它叫康铜，但不同于镍铬-康铜和铜-康铜的康铜，故不能用EN和TN来替换。铁-康铜热电偶的覆盖测量温区为-200~1200℃，但通常使用的温度范围为0~750℃。J型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，价格便宜等优点，广为用户所采用。J型热电偶可用于真空、氧化、还原和惰性气氛中，但正极铁在高温下氧化较快，故使用温度受到限制，也不能直接无保护地在高温下用于硫化气氛中。
热电偶产生测量误差有3个原因：一是在制造时，热电偶材料由于受到外力的作用而产生应力，造成应力分布的不均匀；二是在使用中往往会受到其他化学成分的影响而使得材料成分发生变化；三是使用中产生的误差。后者因与工艺或生产过程有关，这里不再赘述，只讨论前面2个原因。
根据《JJG351-96工业用廉金属热电偶检定规程》规定，新制造或使用中的热电偶必须经检验合格后方可使用。然而，在检定过程中经常会出现一些超出允许误差的检定偏差。出现这种情况是由于热电偶由2个不同的金属导体制成，导体内自由电子的运动产生热电势，它与制作热电偶热电极的材料均匀性有关。若热电极材料不均匀，两热电极又处于温度梯度中，则热电偶回路中就会产生一个附加电势。此附加电势的存在会使热电偶的热电特性发生变化，降低测温的准确性。而造成热电极材料不均匀的主要原因有化学成分和物理状态两方面。
化学成分：(1)热电极表面局部的金属挥发和氧化。(2)热电极中某些元素的选择性氧化。(3)测温气氛、绝缘材料和保护套管材料对热电极的局部玷污和腐蚀等。(4)材料的性质改变。
物理状态：(1)杂质的存在。(2)应力分布的不均匀。实践证明热电偶的热电特性因应
力的影响而发生变化。在生产过程中，由于塑性形变和退火不均匀、不彻底，往往造成偶丝材料的应力分布不均匀；在安装和使用过程中也会发生偶丝局部形变和加热不均匀而使热电极产生新的应力分布不均匀，从而使热电极沿长度方向出现热电特性不一致的现象，导致热电势发生变化。(3)晶体结构不均匀。热电极的晶粒大小对热电特性有影响。
(4)测量端的热扩散[7]。
3.1.2 热电偶的测温原理
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势—热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。如图3.1所示，把两种不同的导体(或半导体)A 和B 连接成闭合回路，当两接点1与2的温度不同时，如T >To ，则回路中就会产生热电势）
，（0T T E AB 。导体A 和B 叫做热电极，两热电极A 和B 的组合称作热电偶。在两个接点中，接点1是将两电极焊在一起，测温时将它放入被测对象中感受被测温度，故称之为测量端、热端或工作端；接点2处于环境之中，要求温度恒定，故称之为参考端、冷端或自由端。热电偶就是通过测量热电势来实现测温的[8]。
A
B
12T
T 0
图3.1热电偶结构图
课程设计 题目数据采集及处理系统的设计学院自动化学院 专业自动化 班级0902班 姓名何润
指导教师张丹红 2012年07月03日 课程设计任务书 学生姓名：何润专业班级：自动化0902班 指导教师：张丹红工作单位：自动化学院 题目: 数据采集及处理系统的设计 初始条件： 设计一个64路巡回数据采集及处理系统，系统循环周期为1秒，16路模拟信号输入，16路开关信号输入，16路模拟输出，16路数字输出。 要求完成的主要任务: 1．输入通道及输出通道设计（0~20mV输入），（0~10V输出）2．每周期内各通道采样10次； 3．对模拟信号采用一种数字滤波算法； 4．完成系统硬件电路设计，软件流程及各程序模块设计； 5．完成符合要求的设计说明书。 时间安排： 2012年6月25日~2010年7月4日
指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 摘要 数据采集及处理系统是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采用非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理的过程。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。而数据处理就是通过一些滤波算法，删除原始数据中的干扰和不必要的信息，分离出反映被测对象的特征的重要信息。本次课程设计采用A/D和D/A转换器和MCS-51单片机组成数据采集系统，数据采集系统可以通过A/D转换把模拟信号转换成数字信号，并且可以方便的实现数字信号存储。该设计具有结构简单、操作方便、高性价比、具有显示、记录存储功能，能够适应油田野外恶劣环境,；具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、回放过程的信号可以直观的观察。它与有线数传相比主要有布线成本低、安装简便、便于移动等性能。 数据采集器的市场需求量大，以数据采集器为核心构成的小系统在工农业控制系统、医药、化工、食品等领域得到了广泛的应用。数据采集器具有良好的市场前景，在我们工业生产和生活中有着举足轻重的地位，因此，本次课程设计数据采集及处理系统有着一定的实际意义 关键词：数据采集，处理，A/D转换，D/A转换，采样保持
智能手机终端的数据采集及分析系统 主要功能如下： 采集使用数据采集程序手机的手机号码：数据采集程序必须开通GPRS，实时传输采集数据及监听服务端指令；所以会有一定的数据量。为解决用户因GPRS传输采集数据产生的费用，所以记录用户的手机号码。 采集GPS信息：经纬度，时间，速度； 采集无线网络状况信息：GSM，GPRS网络情况； 获取的无线网络信息并附加GPS信息，帮助数据分析专家系统分析处理； 数据采集终端的主要功能如下： 实时诊断网络信息； 诊断分为空闲时诊断与使用时诊断； 空闲时诊断：根据运营商的相关规定设定网络异常指标；当手机处于空闲状态时，指定频率（秒）获取无线网络的基本参数，如CID，LAC，BSIC，BCCH，RxQuality，RxLevel，C/I，C/A,TxPower,TA,TS等；根据设定的异常指标来判断是否出现异常;如果出现异常则保存本次信息，并获取此时此地的GPS信息、本手机的手机号码一并发送至指定服务器，由“数据分析专家系统”分析处理。 发送数据内容：本手机的手机号码+无线网络基本参数+GPS信息； 数据格式：XML文件格式； 传输方式：使用GPRS进行数据传输； 使用时诊断：用户使用手机时，检测用户使用过程中无线网络的状况；如手机数据下载过程中，检测总的下载量，下载时间，是否下载成功，如果不正常则记录本次使用过程； 诊断项： 2通话：未接通、掉话、呼叫时延； 2短信（SMS），彩信（MMS）：是否发送或接受成功、发送或接受时间； 2GPRS Attach：Attach是否成功、Attach成功的时长PDP激活，PDP激活是否成功、激活成功的时长； 2WAP数据传输：WAP登陆测试；WAP登陆是否成功；WAP登陆成功时长； 2WAP刷新测试：WAP刷新是否成功；WAP刷新成功时长；
信息采集系统解决方案
信息采集系统解决方案 1系统概述 信息采集是信息服务的基础，为信息处理和发布工作提供数据来源支持。信息数据来源的丰富性、准确性、实时性、覆盖度等指标是信息服务的关键一环，对信息服务质量的影响至关重要。针对交通流信息数据，包括流量、速度、密度等，目前主要是基于微波、视频、地磁等固定车辆检测器以及浮动车等移动式车辆检测器进行采集，各种采集方式都存在响应的利弊。针对车驾管以及出入境数据，包括车辆信息、驾驶人信息、出入境办证进度信息等，主要是通过和公安相关的数据库进行对接，此类信息将在信息分析处理系统进行详细介绍。 针对目前交通信息来源的多样性以及今后服务质量水平发展对信息来源种类扩展要求，需要建设一套统一的，具备良好兼容性和前瞻性的交通信息统一接入接口。一方面，本期项目的各种交通信息来源可以使用该接口进行数据接入，另一方面，当新的或第三方的交通信息来源需要加入到本系统中来时，可以使用该接口进行数据接入，不需要再次投入资源进行额外开发。 统一接入接口建成后，根据各种数据来源系统的网络环境、系统技术特性和交通流信息数据特点，开发相应的交通信息数据对接程序，逐一完成微波采集系统、浮动车分析系统、人工采集等来源的交通信息数据采集接入。 2系统架构及功能介绍 2.1统一接入接口 统一接入接口的建设的关键任务包括接口技术规范制定、路网路段编码规则约定及交通信息数据结构约定等多个方面。
2.1.1接口技术规范 一方面由于本系统接入的交通信息数据来源多样，开发语言和系统运行的环境均存在差异，不具备统一的技术特性；另一方面，考虑到以后可能需要接入更多新的或第三方的信息系统作为数据来源，应当选择较成熟和通用的接口实现技术作为本项目的交通流信息采集统一接入接口实现技术。 根据目前信息系统建设的行业现状，选择Web Service和TCP/UDP Socket 作为数据传输接口的实现技术是较优的选择。Web Service和TCP/UDP Socket 具有实时性强、通用性强、应用广泛、技术支持资源丰富等优势，可以实现跨硬件平台、跨操作系统、跨开发语言的数据传输和信息交换。 项目实施时需要根据现有的信息采集系统的技术特点来具体分析，以选定采用Web Service或TCP/UDP Socket作为接口实现技术，必要时可以两种方式并举，提供高兼容度的接口形式。 为了保护接入接口及其数据传输的安全性，避免恶意攻击访问，避免恶意数据窃取，可以使用身份认证、加密传输等技术来加以保证。 统一数据采集接口的工作流程可以如下进行：
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2007)06-0073-03 数据采集及传输处理系统 杨永辉1,庞 宵1,李景杰2 (1.辽宁科技大学电子与信息工程学院,鞍山114044; 2.鞍钢计量厂,鞍山114001) 摘 要:为了方便地在现场监控电压或电流信号,显示出相应数值并预警出现问题的信号,很有必要设计一个低成本、观察方便、操作简易的处理系统。提出了基于数字采集及传输处理系统的基本设计思想,包括A D转换器与单片机的接口实现,MAX485的串口传输原理及并口驱动LED等,设计出了完整的电路结构与实现软件。为了编程方便及易于调试,采用C语言作为软件编程语言,开发环境是Keil软件。 关键词:数据采集;MAX485串行通信;AT89C51 System of data collection and transmitting&processing YANG Yong hui1,PANG Xiao1,LI Jing jie2 (1.School of Electronics and Information Engineering,Liaoning University o f Science and Technology,Anshan114044,China; 2.Angang Computation and Measure Company,A nshan114001,China) Abstract:In order to monitor voltage or current signals expediently at the local,display the corresponding values and alar m fault signals,it is very important to design a lo w cost system with convenient observation and straightforward operation.This article brings for ward an idea based on a system of digital data c ollection, transmitting and processing,introduces the interface between the A D converter and the single chip microcom puter,analyzes the principal of the transmitting system based on MAX485serial ports,describes the method of driving LED by parallel ports in detail,and designs a complete circuit architecture and imple mented software under this foundation.To program facilitatively and debug effortlessly,C language is adopted as the progra m ming language and the developed environment is Keil software. Key w ords:data collection;MAX485serial port communication;AT89C51 随着电子技术的迅速发展,单片机以其高可靠性、高性能、低价格、应用灵活等特点,在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到极为广泛的应用。在自动控制领域,为了解设备的运行参数及运行状态,需要对各种物理量进行检测。通常采用的方法有:使用微机控制,但其设备复杂、成本较高;使用单CP U控制,虽然简单,但系统智能化及传输可靠性低。两种方法都不理想。 为了避免上述两种方法的不足,并满足现场要求,设计了一种借助单片机、显示器件、数据采集技术和现代通信技术,适用于电压和电流信号的数据采集及传输处理装置。1 方案的确定 在生产过程中需要下位机直接对生产过程进行检测,需要上位机控制并显示数据。为了提高系统的智能性、可靠性和实用性,本设计采用双C PU的方法,即在数据采集的发端和数据处理的收端都采用单片机控制,发端完成数据的采集、转换和发送,收端完成数据的接收、处理和显示功能。并在数据通信中采用差错控制技术以保证数据通信的可靠性。两片CPU都采用目前广泛应用的MC S51系列 收稿日期:2006-10-31 作者简介:杨永辉(1971-),男,1995年毕业于东北大学通信工程专业,辽宁科技大学电信学院任教,主要从事移动通信方 面的教学和科研。 73
关键词：声卡数据采集MATLAB 信号处理 论文摘要：利用数据采集卡构建的数据采集系统一般价格昂贵且难以与实际需求完全匹配。声卡作为数据采集卡具有价格低廉、开发容易和系统灵活等优点。本文详细介绍了系统的开发背景,软件结构和特点,系统地分析了数据采集硬件和软件设计技术,在此基础上以声卡为数据采集卡,以MATLAB为开发平台设计了数据采集与分析系统。 本文介绍了MATLAB及其数据采集工具箱, 利用声卡的A/ D、D/ A 技术和MATLAB 的方便编程及可视化功能,提出了一种基于声卡的数据采集与分析方案,该方案具有实现简单、性价比和灵活度高的优点。用MATLAB 语言编制了相应软件,实现了该系统。该软件有着简洁的人机交互工作界面,操作方便,并且可以根据用户的需求进行功能扩充。最后给出了应用该系统采集数据的应用实例。 1绪论 1.1 课题背景 数据也称观测值，是实验、测量、观察、调查等的结果，常以数量的形式给出。数据采集，又称数据获取，就是将系统需要管理的所有对象的原始数据收集、归类、整理、录入到系统当中去。数据采集是机管理系统使用前的一个数据初始化过程。数据采集技术广泛引用在各个领域。比如摄像头，麦克风，都是数据采集工具。 数据采集（Data Acquisition）是将被测对象(外部世界、现场)的各种参量(可以是物理量，也可以是化学量、生物量等)通过各种传感元件作
适当转换后，再经信号调理、采样、量化、编码、传输等步骤，最后送到控制器进行数据处理或存储记录的过程。 被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量，如温度、水位、风速、压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。采集一般是采样方式，即隔一定时间（称采样周期）对同一点数据重复采集。采集的数据大多是瞬时值，也可是某段时间内的一个特征值。准确的数据测量是数据采集的基础。数据测量方法有接触式和非接触式，检测元件多种多样。不论哪种方法和元件，都以不影响被测对象状态和测量环境为前提，以保证数据的正确性。数据采集含义很广，包括对连续物理量的采集。在计算机辅助制图、测图、设计中，对图形或图像数字化过程也可称为数据采集，此时被采集的是几何量数据。 在智能仪器、信号处理以及自动控制等领域，都存在着数据的测量与控制问题，常常需要对外部的温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集。数据采集技术是一种流行且实用的技术。它广泛应用于信号检测、信号处理、仪器仪表等领域。近年来，随着数字化技术的不断，数据采集技术也呈现出速度更高、通道更多、数据量更大的发展态势。 数据采集系统是一种应用极为广泛的模拟量测量设备，其基本任务是把信号送入计算机或相应的信号处理系统，根据不同的需要进行相应的计算和处理。它将模拟量采集、转换成数字量后，再经过计算机处理得出所需的数据。同时，还可以用计算机将得到的数据进行储存、显示和打印，以实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被用作生产过程中的反馈控制量。
信息采集系统解决方案 1系统概述 信息采集是信息服务的基础，为信息处理和发布工作提供数据来源支持。信息数据来源的丰富性、准确性、实时性、覆盖度等指标是信息服务的关键一环，对信息服务质量的影响至关重要。针对交通流信息数据，包括流量、速度、密度等，目前主要是基于微波、视频、地磁等固定车辆检测器以及浮动车等移动式车辆检测器进行采集，各种采集方式都存在响应的利弊。针对车驾管以及出入境数据，包括车辆信息、驾驶人信息、出入境办证进度信息等，主要是通过和公安相关的数据库进行对接，此类信息将在信息分析处理系统进行详细介绍。 针对目前交通信息来源的多样性以及今后服务质量水平发展对信息来源种类扩展要求，需要建设一套统一的，具备良好兼容性和前瞻性的交通信息统一接入接口。一方面，本期项目的各种交通信息来源可以使用该接口进行数据接入，另一方面，当新的或第三方的交通信息来源需要加入到本系统中来时，可以使用该接口进行数据接入，不需要再次投入资源进行额外开发。 统一接入接口建成后，根据各种数据来源系统的网络环境、系统技术特性和交通流信息数据特点，开发相应的交通信息数据对接程序，逐一完成微波采集系统、浮动车分析系统、人工采集等来源的交通信息数据采集接入。 2系统架构及功能介绍 2.1统一接入接口 统一接入接口的建设的关键任务包括接口技术规范制定、路网路段编码规则约定及交通信息数据结构约定等多个方面。
2.1.1接口技术规范 一方面由于本系统接入的交通信息数据来源多样，开发语言和系统运行的环境均存在差异，不具备统一的技术特性；另一方面，考虑到以后可能需要接入更多新的或第三方的信息系统作为数据来源，应当选择较成熟和通用的接口实现技术作为本项目的交通流信息采集统一接入接口实现技术。 根据目前信息系统建设的行业现状，选择Web Service和TCP/UDP Socket 作为数据传输接口的实现技术是较优的选择。Web Service和TCP/UDP Socket 具有实时性强、通用性强、应用广泛、技术支持资源丰富等优势，可以实现跨硬件平台、跨操作系统、跨开发语言的数据传输和信息交换。 项目实施时需要根据现有的信息采集系统的技术特点来具体分析，以选定采用Web Service或TCP/UDP Socket作为接口实现技术，必要时可以两种方式并举，提供高兼容度的接口形式。 为了保护接入接口及其数据传输的安全性，避免恶意攻击访问，避免恶意数据窃取，可以使用身份认证、加密传输等技术来加以保证。 统一数据采集接口的工作流程可以如下进行：
审计数据采集与分析技术 计算机审计的含义 ?计算机审计有3层含义： –面向数据的审计 –面向现行信息系统的审计 –对信息系统生命周期的审计 面向数据的计算机审计流程 ?审前调查：电子数据的组织、处理和存储 ?数据采集：审计接口、数据库访问技术、数据采集技术 ?数据清理、转换、验证、建立中间表 ?数据分析：数据分析技术、SQL、审计软件 ?审计取证 一、审前调查及电子数据的组织、处理和存储 1.审前调查的内容和方法 ?对组织结构调查 ?对计算机信息系统的调查 ?提出数据需求 2.电子数据的组织、处理和存储 电子数据处理的特点 ?存储介质改变 ?基于一定的数据处理平台，有一定的数据模型 ?数据表示编码化（各种编码） ?带来系统控制和数据安全性的新问题 ?审计线索改变 如何表示数据 ?数据类型与数据取值 –数据类型决定了取值范围与运算范围 ?数据模型 –数据模型是对现实世界数据特征的抽象 –它提供模型化数据和信息的工具
数据模型的2个层次 ? ?概念模型 –E-R模型的要素 ?实体：客观存在并可以相互区分的事物，用方框表示 ?属性：实体的特征或性质，用椭圆表示 ?联系：实体之间的联系，用菱形表示 ?数据模型 –关系模型 –层次模型 –网状模型 数据模型的3个要素 ?数据结构 –描述模型的静态特征 –是刻画数据模型最重要的方面 ?数据操作 –描述模型的动态特性 ?数据检索 ?数据更新（增加、删除、修改） ?约束条件 –一组完整性规则的集合 ?实体完整性 ?引用（参照）完整性 ?用户定义的完整性 关系模型 ?关系模型是目前最常用的一种数据模型 ?关系数据库采用关系模型作为数据的组织方式 ?关系模型建立在严格的关系代数基础之上 ?关系模型概念单一，用关系表示实体以及实体之间的联系?关系数据库的标准语言SQL是一种非过程化语言，使用方便关系模型的数据结构 ?关系 –一张二维表，每一列都不可再分 –表中的行、列次序并不重要 ?元组 –二维表中的每一行，相当于一条记录 ?属性 –二维表中的每一列，属性有名称与类型。 –属性不可再分，不允许重复 ?主键 –由表中的属性或属性组组成，用于唯一确定一条记录?域
文章编号:100021220(2001)0420501203 收稿日期:2000203230 作者简介:陈敏,硕士,讲师,主要研究方向为人工智能与系统仿真. 虚拟仪器软件LabV IE W 与数据采集 陈 敏 汤晓安 (国防科学技术大学 湖南长沙410073) 摘 要:本文在介绍最新技术—虚拟仪器及其开发环境L abV IE W 特点的基础上,分析了L abV IE W 中的数据采集技术,并给出了数据采集应用实例.应用表明,L abV IE W 用于常规的数据采集、测试、测量等任务,可以减少系统的开发时间,同时也提高了编程效率. 关键词:虚拟仪器;L abV IE W ;数据采集分类号:T P 274 文献标识码:A 1 引言 现代电子技术和计算机技术的迅猛发展和普及应用,使得自动化测试与电子测量仪器这个技术领域发生了革命性的变化.尤其是近年来美国国家仪器公司的创新产品—图形化编程环境L abV IE W 的出现,使得"虚拟仪器"的思想为工业界所接收."软件就是仪器"最本质地刻画了虚拟仪器的特征,它更多地强调了软件在仪器设计中的作用. 所谓虚拟仪器,就是在通用计算机平台上,用户根据自己的需求定义和设计仪器的测试功能,其实质是将传统仪器硬件和最新计算机软件技术充分结合起来,以实现并扩展传统仪器的功能. 与传统仪器相比,虚拟仪器在智能化程度、处理能力、性能价格比、可操作性等方面都具有明显的技术优势. 目前国际上应用最广的虚拟仪器开发环境首推美国N I 公司(N ati onal Instrum ents Co rp .—国家仪器公司)的L ab 2V IE W 和H P 公司(惠普公司)的V EE 这两种软件.其中, V EE 主要面向仪器控制;而L abV IE W 功能相对更强、 更全面. 2 虚拟仪器开发环境—LabV IE W L abV IE W (L abo rato ry V irtual Instrum ent Engineering W o rkbench )主要用于仪器控制、 数据采集、数据分析等领域.作为V X I p lug&p lay 联盟的发起人之一,N I 公司一直致力于 虚拟仪器的研究开发工作,到目前已经推出了几种版本的虚拟仪器集成开发环境和多种独立的虚拟仪器产品.近几年还开发了基于PC (ISA )总线和V X I 总线的数据采集模板系列,作为虚拟仪器平台的硬件支持. L abV IE W 是一种基于图形编程语言(G 语言)的开发环境.它与C 、Pascal 、Basic 等传统编程语言有着诸多相似之处,如,相似的数据类型、数据流控制结构、程序调试工具,以及层次化、模块化的编程特点等.但二者最大的区别在于:传统编程语言用文本语言编程;而L abV IE W 使用图形语言(即,各 种图标、图形符号、连线等)以框图的形式编写程序.用L ab 2V IE W 编程无需具备太多编程经验,因为L abV IE W 使用的都是测试工程师们熟悉的术语和图标,如各种旋钮、开关、波形图等,界面非常直观形象,因此L abV IE W 对于没有丰富编程经验的测试工程师们来说无疑是个极好的选择. L abV IE W 包含丰富的函数库和子程序库,适用于W in 2dow s 3.1、W indow s 95、W indow s N T 、M acinto sh 、U nix 等多种不同的操作系统平台.L abV IE W 也拥有大量由N I 公司或第三方公司提供的、非常实用的支持软件:如,A pp licati on Builder (用于产生可执行文件)、SQL Too lk it (用于将L ab 2V IE W 程序与本地或远程数据库相连)等.这些特性为L ab 2V IE W 环境下应用程序的开发提供了方便. L abV IE W 是一个功能强大的集成开发环境,它完整地集成了与GP I B 、V X I 、R S 2232、R S 2485和内插式数据采集卡等硬件的通讯.L abV IE W 还具有内置程序库,提供了大量的连接机制,通过DLL s 、共享库、OL E 等途径实现与外部程序代码或软件系统的连接. 使用L abV IE W 开发环境,用户可以创建32位的编译程序,从而为常规的数据采集、测试等任务提供了更快的执行速度.L abV IE W 是真正的编译器,用户可以创建独立的可执行程序,能够脱离开发环境而单独运行. 一个L abV IE W 程序包括三个主要部分:前面板、框图程序、图标 接线端口.前面板是L abV IE W 程序的交互式图形化用户界面,用于设置用户输入和显示程序输出(其中,用于让用户输入数据到程序中的控件称为"控制量";用于显示程序输出的控件称为"指示量"),目的是仿真真实仪器的前面板.框图程序则是利用图形语言对前面板上的控制量和指示量进行控制.图标 接线端口用于把L abV IE W 程序定义成一个子程序,以便在其它程序中加以调用,这使L abV IE W 得以实现层次化、模块化编程. 3 LabV IE W 中的数据采集 第22卷第4期 2001年4月 小型微型计算机系统M I N I -M I CRO SYST E M V o l 122N o 14 A p r .2001
湖南工业大学科技学院 毕业设计（论文）开题报告 （2012届） 教学部：机电信息工程教学部 专业：电子信息工程 学生姓名：肖红杰 班级： 0801 学号 0812140106 指导教师姓名：杨韬仪职称讲师 2011年12 月10 日
题目：基于单片机的数据采集系统的控制器设计 1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。 近年来，数据采集及其应用技术受到人们越来越广泛的关注，数据采集系统在各行各业也迅速的得到应用。如在冶金、化工、医学、和电器性能测试等许多场合需要同时对多通道的模拟信号进行采集、预处理、暂存和向上位机传送、再由上位机进行数据分析和处理，信号波形显示、自动报表生成等处理，这些都需要数据采集系统来完成。但很多数据采集系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂、并且对操作环境要求高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统，基于单片机的数据采集系统具有实现处理功能强大、处理速度快、显示直观，性价比高、应用广泛等特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化，智能家居等诸多领域。总之，无论在那个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就超高，取得的经济效益就越大。 数据采集系统的任务，就是采集传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的信号，并送入计算机，然后将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监测，其中一些数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。 数据采集系统的市场需求量大，特别是随着技术的发展，可用数据器为核心构成一个小系统,而目前国内生产的主要是数据采集卡，存在无显示功能、无记忆存储功能等问题，其应用有很大的局限性，所以开发高性能的，具有存储功能的数据采集产品具有很大的市场前景。 随着电子技术的迅速发展，，一些高性能的电子芯片不断推出，为我们进行电子系统设计提供的更多的选择和更多的方便，单片机具有体积小、低功耗、使用方便、处理精度高、性价比高等优点，这些都使得越来越广泛的选用单片机作为数据采集系统的核心处理器。一些高性能的A/D转换芯片的出现也为数据采集系统的设计提供了更多的方便，无论是采集精度还是采样速度都比以前有了较大的提高。其中一些知名的大公司如MAXIM公司、TI公司、ADI公司都有推出性能比效突出的 A/D转换芯片，这些芯片普通具有低功耗、小尺寸的特点，有些芯片还具有多通道的同步转换功能。这些芯片的出现，不仅因为芯片价格便宜，能够降低系统设计的成本，而且可以取代以前繁琐的设计方法，提高系统的集成度。 数据采集器是目前工业控制中应用较多的一类产品，数据采集器的研制已经相当成熟，而且数据采集器的各类不断增多，性能越来越好，功能也越来越强大。 在国外，数据采集器已发展的相当成熟，无论是在工业领域，还是在生活中的应用，比如美国FLUKE公司的262XA系列数据采集器是一种小型、便携、操作简单、使用灵活的数据采集器，它既可单独使用又可和计算机连接使用，它具有多种测量
数据采集编程指南上篇
DAQ基础知识简介简介 本节主要介绍数据采集技术的基本知识点，包括以下三个斱面的内容： 1.一个完整数据采集系统的基本组成部分 2.NI提供了基于哪些平台的数据采集硬件产品，它们分别适用于什么样的应用领域 3.数据采集设备硬件选型过程中应该关注哪些重要参数 数据采集系统的基本组成 图1-1 数据采集系统基本组成部分 如图1-1所示，一个完整的数据采集系统通常由原始信号、信号调理设备、数据采集设备和计算机四个部分组成。但有的时候，自然界中的原始物理信号并非直接可测的电信号，所以，我们会通过传感器将这些物理信号转换为数据采集设备可以识别的电压或电流信号。加入信号调理设备是因为某些输入的电信号并不便于直接迚行测量，因此需要信号调理设备对它迚行诸如放大、滤波、隔离等处理，使得数据采集设备更便于对该信号迚行精确的测量。数据采集设备的作用是将模拟的电信号转换为数字信号送给计算机迚行处理，或将计算机编辑好的数字信号转换为模拟信号输出。计算机上安装了驱动和应用软件，斱便我们与硬件交互，完成采集任务，并对采集到的数据迚行后续分析和处理。 对于数据采集应用来说，我们使用的软件主要分为三类，如图1-2所示。首先是驱动。NI 的数据采集硬件设备对应的驱动软件是DAQmx，它提供了一系列API函数供我们编写数据采集程序时调用。并且，DAQmx不光提供支持NI的应用软件LabVIEW，LabWindows/CVI
的API函数，它对于VC、VB、.NET也同样支持，斱便将您的数据采集程序与其它应用程序整合在一起。 图1-2 数据采集软件架极 同时，NI也提供了一款配置管理软件 Measurement and Automation Explorer，斱便我们与硬件迚行交互，并且无需编程就能实现数据采集功能；还能将配置出的数据采集任务导入LabVIEW，并自动生成LabVIEW代码。关于这款软件的使用斱法，在后面的章节中会详细介绍。 位于最上层的是应用软件。我们推荐使用的是NI的LabVIEW。LabVIEW是图形化的开収环境，它无需我们有较多的软件编程基础，可以简单、斱便地通过图标的放置和连线的斱式开収数据采集程序。同时，LabVIEW中提供了大量的函数，可以帮助我们对采集到的数据迚行后续的分析和处理；LabVIEW也提供大量控件，可以让我们轻松地设计出专业、美观的用户界面。 当然，LabVIEW的强大功能不仅仅局限于数据采集应用。如果您希望获得更多关于LabVIEW编程斱面的知识，请登陆如下网页，收看LabVIEW网络讲坛，NI的专业工程师会就LabVIEW编程中的重要知识点为大家做详细的讲解和演示。 https://www.doczj.com/doc/ba17817773.html,/china/labviewtips NI数据采集硬件产品及其应用领域
学号：14 课程设计 题目数据采集及处理系统的设计 学院自动化学院 专业自动化 班级0902班 姓名何润 指导教师张丹红 2012年07月03日
课程设计任务书 学生姓名：何润专业班级：自动化0902班 指导教师：张丹红工作单位：自动化学院 题目: 数据采集及处理系统的设计 初始条件： 设计一个64路巡回数据采集及处理系统，系统循环周期为1秒，16路模拟信号输入，16路开关信号输入，16路模拟输出，16路数字输出。 要求完成的主要任务: 1．输入通道及输出通道设计（0~20mV输入），（0~10V输出）2．每周期内各通道采样10次； 3．对模拟信号采用一种数字滤波算法； 4．完成系统硬件电路设计，软件流程及各程序模块设计； 5．完成符合要求的设计说明书。 时间安排： 2012年6月25日~2010年7月4日 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
摘要 数据采集及处理系统是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采用非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理的过程。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。而数据处理就是通过一些滤波算法，删除原始数据中的干扰和不必要的信息，分离出反映被测对象的特征的重要信息。本次课程设计采用A/D和D/A转换器和MCS-51单片机组成数据采集系统，数据采集系统可以通过A/D转换把模拟信号转换成数字信号，并且可以方便的实现数字信号存储。该设计具有结构简单、操作方便、高性价比、具有显示、记录存储功能，能够适应油田野外恶劣环境,；具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、回放过程的信号可以直观的观察。它与有线数传相比主要有布线成本低、安装简便、便于移动等性能。 数据采集器的市场需求量大，以数据采集器为核心构成的小系统在工农业控制系统、医药、化工、食品等领域得到了广泛的应用。数据采集器具有良好的市场前景，在我们工业生产和生活中有着举足轻重的地位，因此，本次课程设计数据采集及处理系统有着一定的实际意义 关键词：数据采集，处理，A/D转换，D/A转换，采样保持
第一节概述 LabVIEW的数据采集（Data Acquisition）程序库包括了许多NI公司数据采集（DAQ）卡的驱动控制程序。通常，一块卡可以完成多种功能 - 模/数转换，数/模转换，数字量输入/输出，以及计数器/定时器操作等。用户在使用之前必须DAQ卡的硬件进行配置。这些控制程序用到了许多低层的DAQ驱动程序。本课程需要一块安装好的DAQ卡以及LabVIEW开发系统。 数据采集系统的组成： DAQ系统的基本任务是物理信号的产生或测量。但是要使计算机系统能够测量物理信号，必须要使用传感器把物理信号转换成电信号（电压或者电流信号）。有时不能把被测信号直接连接到DAQ卡，而必须使用信号调理辅助电路，先将信号进行一定的处理。总之，数据采集是借助软件来控制整个DAQ系统–包括采集原始数据、分析数据、给出结果等。
上图中描述了插入式DAQ卡。另一种方式是外接式DAQ系统。这样，就不需要在计算机内部插槽中插入板卡，这时，计算机与DAQ系统之间的通讯可以采用各种不同的总线，如USB,并行口或者PCMCIA等完成。这种结构适用于远程数据采集和控制系统。 模拟输入： 当采用DAQ卡测量模拟信号时，必须考虑下列因素：输入模式（单端输入或者差分输入）、分辨率、输入范围、采样速率，精度和噪声等。单端输入以一个共同接地点为参考点。这种方式适用于输入信号为高电平（大于一伏），信号源与采集端之间的距离较短（小于15英尺），并且所有输入信号有一个公共接地端。如果不能满足上述条件，则需要
使用差分输入。差分输入方式下，每个输入可以有不同的接地参考点。并且，由于消除了共模噪声的误差，所以差分输入的精度较高。 输入范围是指ADC能够量化处理的最大、最小输入电压值。DAQ卡提供了可选择的输入范围，它与分辨率、增益等配合，以获得最佳的测量精度。 分辨率是模/数转换所使用的数字位数。分辩率越高，输入信号的细分程度就越高，能够识别的信号变化量就越小。下图表示的是一个正弦波信号，以及用三位模/数转换所获得的数字结果。三位模/数转换把输入范围细分为23或者就8份。二进制数从000到111分别代表每一份。显然，此时数字信号不能很好地表示原始信号，因为分辩率不够高，许多变化在模/数转换过程中丢失了。然而，如果把分辩率增加为16位，模/数转换的细分数值就可以从8增加到216即65536，它就可以相当准确地表示原始信号。
读书报告：计算机数据采集及处理 主要内容：计算机数据采集系统数字滤波标度变换可靠性越限报警 一、计算机数据采集系统 1.数据采集与处理的作用和分类 数据采集是指将生产过程的物理量采集并转换成数字量以后，再由计算机进行存储、处理显示或者打印的过程。计算机数据采集系统的任务，就是采集各类传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机；计算机根据需要进行相应的计算、处理并输出，以便实现对生产过程的自动监控。一般监控系统采集数据大致可分为以下八类：输入模拟量。它是指将现场具有连续变化特征的电气量和非电气量直接或经过变换后，输入到计算机系统的接口设备的物理量。适合计算机系统的模拟量参数范围包括0~5VDC、 0~10VDC、0~20mA、±20mA、4~20mA等。 输出模拟量。它是指计算机系统接口设备输出的模拟量， 输入开关量。它是指过程设备的状态或者位置的指示信号，输入到计算机系统接口设备的数字量（即开关量），此类数字输入量一般适用一位“0”或“1”表示。 输出开关量。它是指计算机系统接口设备输出的监视或者控制的数字量，在生产过程控制中为了安全可靠，一般输出开关量是经过继电器隔离的。 输入脉冲量。它是指过程设备的脉冲信息输入到计算机系统接口设备，由计算机系统进行脉冲检测的一位数字量，如机组齿盘测速信号。 数字输入BCD码。它是将BCD码制数字型的输入模拟量输入到计算机系统接口设备，一个BCD码输入模拟量一般要占用16位数字量输入通道。 数字输入事件顺序记录（SOE）量。它是指将数字输入状态量定义成事件信息量，要求计算机系统接口设备记录输入量的状态变化及其变化发生的精确时间，一般应能满足5ms分辨率要求。在监控系统中，机组货电气设备的事故信号均以SOE量输入，系统对SOE量以中断的方式响应。 外部数据报文。它是将过程设备或者外部系统的数据信息，以异步或同步报文通过串行口与计算机系统交换数据。 2.模拟量的输入与输出 模拟量的输入与输出通道，是计算机控制系统的一个重要组成部分。模拟量输入通道是将生产过程的模拟量转换成计算机可以识别的二进制数以后，传送给计算机的通道。模拟量输出通道是将计算机发出的控制信息传送给执行机构的通道。 ⑴模拟量输入通道 模拟量输入通道一般是由传感器，标度变换器、采样保持器、多路采样切换器、A/D转换器级控制电路等部分组成，如下图所示： 由于计算机系统只能对数字量进行处理，而变换器所取得的电压、电流等信号均为模拟量信号，因此必须将采样所得的模拟量信号经过模数转换成数字量。模数转换的过程实际上是对
第一章数据采集与监控系统 第一节数据采集系统的基本结构 近年来，世界各国的火力发电设备发展方向是采用高参数大容量的单元式机组。机组容量越大，热力系统越复杂，需要监视的参数和操作的对象也就越多。特别是在机组的启停和事故处理过程中，机组处于不稳定的状态下工作，各种参数不断迅速变化，在同一瞬间需要同时进行几个参数的监视和操作，甚至有时要求运行人员在几分钟内完成几十个操作动作，稍有贻误就容易造成重大事故。以一台300MW机组为例，它需要监视的项目在900～1100点左右，如此多的数据如果用常规仪表去监视和测量，无论是在设计还是在运行上都有相当大的困难，一方面将使控制盘的尺寸大幅度增加，另一方面会给运行人员的监盘造成极大困难，劳动强度大，更易造成误操作，直接威协机组的安全运行。为了改变这一状况，在国内外大型火力发电机组上都广泛采用计算机对生产过程进行监视和测量，该计算机系统一般称为数据采集系统(Data Acquisition System 简称DAS)，或者将其称为计算机安全监视系统、计算机信息处理系统、数据采集监视和处理系统等。 计算机数据采集系统，可采用小型机、单台微型机、或多台微型机构成。 一、小型计算机数据采集系统 以小型计算机构成的典型数据采集系统如图6-1所示。 小型计算机数据采集系统采用双总线式结构，即内存总线与I/O总线分开。系统中所有的过程变量经过程通道连接在I/O总线上，其中包括各种模拟量输入、开关量输入、脉冲量输入、模拟量输出、开关量输出等。在I/O总线上还挂有专用接口，用以连接其它计算机装置或系统。在I/O总线上挂有硬盘驱动器，用以存贮操作系统、各种文件及数据。磁盘由专门的文件管理系统进行管理。主要人机联系设备有：运行人员操作台、工程师操作台和程序员操作台，亦挂在I/O总线上。 由小型计算机构成的数据采集系统具有以下特点： （1）由于小型机一般设有专门的I/O总线和I/O处理机，所以它与外部或外围设备交换的信息可以由I/O处理机进行处理，这样就可以加快I/O处理的速度和提高外设与主机之间工作的并行程度。
（项目管理）数据采集处理项 目技术方案
xxx大数据库中心数据库 投资商和企业数据采集处理项目项目编号：I5300000000617001206 技术方案
xxx有限公司二○一七年六月
目录 1 引言 (3) 1.1 项目背景 (3) 1.2 项目目标 (3) 1.3 建设原则 (3) 1.4 参考规范 (4) 1.5 名词解释 (5) 2 云数据采集中心 (7) 2.1 需求概述 (7) 2.2 总体设计 (7) 2.3 核心技术及功能 (10) 3 大数据计算平台 (34) 3.1 需求概述 (34) 3.2 总体设计 (34) 3.3 数据模型设计 (35) 4 数据运营 (38) 4.1 数据挖掘分析 (38) 4.2 数据分析处理的主要工作 (38) 4.3 数据分析团队组织和管理 (39) 5 安全设计 (42)
6 风险分析 (46) 7 部署方案 (47) 8 实施计划 (48) 9 技术规格偏离表 (49) 10 售后服务承诺 (52) 11 关于运行维护的承诺 (55) 12 保密措施及承诺 (56) 13 培训计划 (58)
1 引言 1.1 项目背景 XXX大数据中心建设出发点考虑从投资者角度涵盖招商全流程，尽可能为投资者解决项目实施过程中的困难和问题，便于招商部门准确掌握全省招商数据，达到全省招商项目数据共享，形成全省招商工作“一盘棋、一张网、一体化”格局。大数据中心将充分发挥大数据优势，加强对企业投资项目、投资轨迹分析，评估出其到XX投资的可行性，为招商过程留下痕迹、找到规律、明辨方向、提供“粮食”、提高效率，实现数据寻商、数据引商、数据助商，实现数据资源实时共享、集中管理、随时查询，实现项目可统计、可监管、可协调、可管理、可配对、可跟踪、可考核。 本次数据运营服务主要是为大数据平台制定数据运营规范及管理办法，同时为“企业数据库”提供数据采集、存储与分析服务，并根据运营规范要求持续开展数据运营服务。 1.2 项目目标 制定招商大数据运营规范及管理办法。 制定招商大数据相关元数据标准，完成相关数据的采集、整理与存储。 根据业务需求，研发招商大数据招商业务分析模型，并投入应用。 根据运营规范及管理办法的要求持续开展数据运营工作。
数据采集与分析系统 1、NI 9234 数据采集卡 NI 9234作为4通道C系列动态信号采集模块，能针对配备NI CompactDAQ或NI CompactRIO系统的集成电路压电式(IEPE)与非集成电路压电式(IEPE)传感器，进行高精度音频测量。NI 9234具有102 dB动态范围，并能对加速度传感器和麦克风进行软件可选式集成电路压电式(IEPE)信号调理。4条输入通道借助自动调节采样率的内置抗混叠滤波器，同时以每通道高达51.2 kHz的速率对信号进行数字化。 2、DH5920动态信号测试分析系统 DH5920动态信号测试分析系统包含动态信号测试所需的信号调理器（应变、振动等调理器）、直流电压放大器、抗混滤波器、A/D转换器、缓冲存储器以及采样控制和计算机通讯的全部硬件，并提供操作方便的控制软件及分析软件，是以计算机为基础、智能化的动态信号测试分析系统。系统对应变(应力)及力、压力、扭矩、荷重、温度、位移、速度、加速度、转速等物理量进行自动、准确、可靠的动态测试和分析，是工矿企业、科研机构及高等院校在研究、设计、监测、生产和施工中进行非破坏性动静态应变、振动、冲击及各种物理量测量和分析的一种重要工具。
DHDAS控制与基本分析软件可以和各种型号的动态信号分析仪配套使用，用于软件控制仪器的量程、滤波、参数设置、以及信号的实时分析处理。 ◆软件特点： 运行于Windows2000/XP操作系统，用户界面友好、操作简便灵活； 强大的实时性：实时采集、实时保存、实时显示、实时分析等； 强大的分析、处理功能及完善的在线帮助； 不断推出新版软件，免费为老用户升级同类软件。 ◆软件功能： "一键设定"式控制功能使您的仪器操作更加方便、快捷。自主开发的底部驱动程序、通讯协议等与仪器配套使用的控制软件，可以完全控制仪器硬件系统，自动识别系统配置，完全实现虚拟仪器的功能和“一键设定”式操作。 强大的基本分析功能，满足您常规分析的各种要求。实时数据处理：实时采集、实时保存、实时显示、实时分析等强大的实时性；数据预处理：重采样、低通滤波、消除直流(均值)、消除线性趋势、曲线拟合、滑处理、数据段的截取、删除、另存、时域或频域的积分与微分、数字滤波器设计及滤波处理、虚拟通道计算等；数据加窗：矩形窗、汉宁窗、海明窗以及用于锤击法的力窗和指数窗等；